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JP4857039B2 - インクジェット記録用水系インク - Google Patents

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Description

本発明はインクジェット記録用水系インクに関する。詳しくは、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性に優れたインクジェット記録用水分散体、それを含有する水系インク及びその水分散体の製造方法に関する。
インクジェット記録方式は、非常に微細なノズルからインク液滴を記録部材に直接吐出し、付着させて文字や画像を得る記録方式である。この方式は、フルカラー化が容易でかつ安価であり、記録部材として普通紙が使用可能で、被印字物に対して非接触、という数多くの利点があるため普及が著しい。
特に印字物の耐候性や耐水性の観点から、着色剤に顔料系インクを用いるものが主流となってきている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特許文献1には、ビニルポリマーに顔料を含有させた水系インクであって、高画像濃度を付与するために、ビニルポリマーとしてマクロマーを用いたグラフトポリマーが開示されている。特許文献2には、(a)塩生成基含有モノマー、(b)長鎖アルキル基含有モノマー、(c)マクロマー、(d)ポリオキシアルキレン基含有モノマー等を含有するモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ビニルポリマーの水分散体を含有してなる水系インクが開示されている。
特許文献3には、嵩密度が120g/l以下のカーボンブラックと、スチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体からなる重量平均分子量3000〜20000の水溶性樹脂と、多価アルコールと脂肪族一価アルコールとを水に含有させたインクが開示されている。
しかし、これらの水系インクは、ある程度画像濃度等が改善されているが未だ十分でなく、更なる性能の向上が求められている。
国際公開第00/39226号パンフレット 特開2004−217905号公報 特開平11−12513号公報
本発明は、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性に優れたインクジェット記録用水分散体、それを含有する水系インク、及びその水分散体の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、特定のかさを有する顔料、あるいは粉砕分級処理した特定の粒径を有する顔料を用いることにより、優れた吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性を付与することができることを見出した。
すなわち、本発明は、次の〔1〕〜〔5〕を提供する。
〔1〕かさ3.5〜20ml/gの有機顔料を含有する、インクジェット記録用水分散体。
〔2〕かさ3.5〜20ml/gの顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子を含む、インクジェット記録用水分散体。
〔3〕粉砕分級処理法により得られた有機顔料を含有するインクジェット記録用水分散体であって、有機顔料のD50が2〜15μmであり、D90が60μm以下である、インクジェット記録用水分散体。
〔4〕前記〔1〕〜〔3〕の水分散体を含有する、インクジェット記録用水系インク。
〔5〕下記工程1及び2を有する、インクジェット記録用水分散体の製造方法。
工程1:顔料を粉砕分級処理して、かさ3.5〜20ml/gの顔料を得る工程。
工程2:工程1で得られた顔料を、水不溶性ポリマー存在下、水系媒体中で分散処理して顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子を含む水分散体を得る工程。
本発明のインクジェット記録用水分散体を含有する水系インクは、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性に優れている。
(顔料)
本発明においては、インクに配合した時の優れた吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、耐擦過性の観点から、顔料のかさが、好ましくは3.5〜20ml/gであり、より好ましくは3.7〜18ml/gであり、特に好ましくは3.8〜16ml/gである。かさがこの範囲内にあれば、特に制限はなく、有機顔料及び無機顔料のいずれであってもよく、いわゆる自己分散型顔料であってもよい。また、必要に応じて、それらと体質顔料を併用することもできる。顔料のかさは、JIS K5101−18(1978)により測定(25℃)される。測定誤差を減らす観点から顔料の水分量が0.1重量%以下で測定する。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アンソラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
好ましい有機顔料の具体例としては、C.I.ピグメント・イエロー、C.I.ピグメント・レッド、C.I.ピグメント・バイオレット、C.I.ピグメント・ブルー、C.I.ピグメント・グリーン等からなる群から選ばれる1種以上の各品番製品が挙げられる。好適例としては、C.I.ピグメント・イエロー13,17,74,83,97,109,110,120,128,139,151,154,155,174,180;C.I.ピグメント・レッド48,57:1,122,146,176,184,185,188,202;C.I.ピグメント・バイオレット19,23;C.I.ピグメントブルー15,15:1,15:2,15:3,15:4,16,60;C.I.ピグメント・グリーン7,36等が挙げられる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等が挙げられる。これらの中では、特に黒色水系インクにおいては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
体質顔料としては、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。
顔料を自己分散型顔料とするには、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基等のアニオン性親水基、又はアンモニウム基、アミノ基等のカチオン性親水基の必要量を、直接又は他の原子団を介して、公知の方法により顔料表面に化学結合させればよい。
有彩色の高速印刷における吐出信頼性、画像均一性等の観点から、顔料は有機顔料であることが好ましい。
(顔料の製造)
本発明で用いられる顔料の製造方法に特に制限はないが、顔料を粉砕して分級する粉砕分級処理法により得られるものが好ましい。例えば、ジェットミル、ターボミル等を用いて粉砕し、これをミクロプレックス、ターボクラシファイア等の風力分級機により分級して製造することができる。好ましくは、粉砕と分級とを同一装置で行う粉砕分級機が効率化の点で好ましく、乾燥と粉砕と分級とを同一装置で行う、乾燥機能を有する粉砕分級機が、湿式法により製造された湿潤顔料(ウエットケーク)を微粒化できる点でより好ましい。粉砕分級処理法により、かさが3.5〜20ml/gの顔料を効率的に得ることができる。
粉砕分級機としては、流動層式ジェットミル等が挙げられる。
流動層式ジェットミルとしては、例えば、下方部分に複数のジェットノズルが対向するように配置された粉砕室を有し、ジェットノズルから噴出する高速のガス噴流により、粉砕室内に供給された顔料粒子の流動層が形成され、該流動層において、粒子の加速、相互衝突が繰り返されることによって、顔料粒子が微粉砕される構造・原理を有する粉砕機が好ましい。
前記ジェットミルにおいて、ジェットノズルの本数は特に限定されないが、風量、流量、流速のバランスや粒子の衝突効率等の観点から、複数、好ましくは3〜4本のジェットノズルが、対向して配置されていることが好ましい。
粉砕分級機の粉砕室の上方部分には粉砕により小粒径化され、上昇した小粒径の顔料粒子を捕集する分級ロータが設けられる。
前記微粉砕工程で得られた粉砕上限分級粉は、そのまま分級工程、特に微粉を除去する下限分級に供されることが好ましい。微粉砕工程で得られた粉砕上限分級粉は、微粉同士の凝集が防止されるため、下限分級においても分級精度が向上する。
分級工程は一度に限定されず、異なる分級機を用いて複数回行ってもよい。分級機としては、分級ロータを有するものが好ましい。分級ロータの配置は鉛直方向に対して縦向き、横向きのいずれでもよいが、小粒径で粒度分布がシャープである顔料を効率よく得る観点から、縦向き配置が好ましい。特に、ケーシング内に鉛直方向に配置された駆動軸を中心軸とする分級ロータと、該分級ロータと同一の駆動軸を中心軸とし、該分級ロータの外周の分級ゾーンに該分級ロータの外周とは間隔を空けて配置された不動の螺旋状案内羽根とを有する分級機が好ましい。
この分級機を用いると、ケーシング内に供給された粉砕上限分級粉は、螺旋状案内羽根に誘導されながら分級ロータ外周の分級ゾーンを下降する。分級ロータ内部と分級ゾーンは、分級ロータの外周面に設けられた分級羽根を介して連通しており、粉砕物が下降する際に、分級空気に乗った所定のかさを有する顔料の微粒子は分級羽根を介して分級ロータ内部に吸引され導出される。一方、分級空気流に乗らなかった粗粉は、分級ロータで捕集されることなく、重力により分級ゾーンを下降し、粗粉排出口から排出され、必要に応じて再度粉砕に供される。
粒度分布、かさは、かかる分級ロータの回転数により容易に調整することができる。分級機は、1つのケーシング内で同一の駆動軸を中心軸とする2個の分級ロータを有するものが好ましく、分級ロータは各々独立して同方向に回転することが好ましい。
分級ロータを上下2段に設置する場合は、分級空気の吸引速度、分級ロータの回転速度等をそれぞれ調整することにより、より精度の高い分級が可能となる。例えば、〔上段の分級ロータの回転数/下段の分級ロータの回転数〕の比、すなわち、〔上段の分級空気の流量/下段の分級空気の流量〕の比は、分級精度や顔料の収率の観点から、ほぼ等しいことが好ましい。
複数のジェットノズルと分級ロータを有する流動層式ジェットミルの具体例としては、特開2002-35631号公報等に開示された粉砕機、ホソカワミクロン株式会社製の「TFG」シリーズ、「AFG」シリーズ等の市販品が挙げられる。分級機の具体例としては、特開平11-216425号公報の図1及び2、特開2004−78063号公報の図6、特開2001-293438号公報の図1等に図示された分級機や、ホソカワミクロン株式会社製の「TSP」シリーズ、「TTSP」シリーズ、「カウンタージェットミル」等の市販品が挙げられる。
また、乾燥機能を有する粉砕分級機の具体例としては、ホソカワミクロン株式会社製の「ドライマイスタ」等の市販品が挙げられ、ドライマイスタDMRが好ましい。ドライマイスタでは、供給された顔料は粉砕部において粉砕ロータにより粉砕(分散)されるのと同時に乾燥が行われ、上部の分級部において所定のかさになった乾燥された顔料微粒子が連続的に導出される。この際、分級ロータの回転数により粒径分布を調整することができる。粉砕ロータの回転速度は、好ましくは3000〜8000rpm、更に好ましくは4000〜7000rpm、であり、分級ロータの回転速度は、好ましく1000〜5000rpmである。また、湿式法により製造された湿潤顔料のフィード速度(ウエットケークフィード速度)は、好ましくは、1〜50kg/hである。
上記により得られる顔料のかさは好ましくは3.5〜20ml/gであり、より好ましくは3.7〜18ml/gであり、特に好ましくは3.8〜16ml/gである。また、顔料の形態は異方性(長径と短径の差)の少ないものが好ましく、インクに配合した時の吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性の観点から、D50(頻度分布における、小粒子側から計算した累積50%の値)は、2〜15μmが好ましく、3〜12μmがより好ましく、5〜10μmが特に好ましく、D90(頻度分布における、小粒子側から計算した累積90%の値)は、60μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下が特に好ましく、20μm以下が最も好ましく、10μm以上が好ましい。また、顔料の20μm以上の粗粒割合(頻度分布における20μm以上の個数割合)は、同じ観点から、8%以下が好ましく、6%以下がより好ましく、5%以下が更に好ましく、存在しないことが最も好ましい。顔料のD50、D90、及び20μm以上の粗粒割合の測定は、実施例に記載した方法による。粉砕分級処理法は、一定以上の粒径を除去するフィルターと異なり、上記のような好ましい粒径分布が得られる点で優れている。
(水不溶性ポリマー)
本発明の水分散体、水系インクには、優れた吐出信頼性、画像濃度等を得る観点から、カーボンブラックを水不溶性ポリマー粒子に含有させた水分散体を用いる。
水不溶性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーとしては、水不溶性ビニルポリマー、水不溶性エステル系ポリマー、水不溶性ウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらの中では、水分散体の安定性の観点から、水不溶性ビニルポリマーが好ましい。
本発明において、水不溶性ポリマーとは、105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下、好ましくは5g以下、更に好ましくは1g以下であるポリマーをいう。上記溶解量は、水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合は、その種類に応じて、水不溶性ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和した時の溶解量である。
水不溶性ポリマーは、十分な画像濃度を発現させる観点から、マクロマー(b)由来の構成単位を含む水不溶性グラフトポリマーであることが好ましい。特に、水不溶性ポリマーは、塩生成基含有モノマー(a)由来の構成単位と、疎水性モノマー(c)由来の構成単位を含むポリマーを主鎖に有し、マクロマー(b)由来の構成単位を側鎖に有する、水不溶性グラフトポリマーであることが好ましい。
このような水不溶性グラフトポリマーとしては、塩生成基含有モノマー(a)(以下「(a)成分」ということがある)、マクロマー(b)(以下「(b)成分」ということがある)、及び疎水性モノマー(c)(以下「(c)成分」ということがある)を含むモノマー混合物(以下「モノマー混合物」ということがある)を共重合してなる水不溶性ビニルポリマーが好ましい。
(塩生成基含有モノマー(a))
塩生成基含有モノマー(a)は、得られる分散体の分散安定性を高める等の観点から用いられるものであり、カチオン性モノマー、アニオン性モノマー等が挙げられる。具体的には、特開平9−286939号公報第5頁第7欄24行〜同頁第8欄29行に記載されているもの等を用いることができる。塩生成基としては、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられる。
カチオン性モノマーの代表例としては、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられ、これらの中では、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミドが好ましい。
アニオン性モノマーの代表例としては、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
不飽和カルボン酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
不飽和スルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリレート、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコネート等が挙げられる。
不飽和リン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
上記アニオン性モノマーの中では、分散安定性、吐出信頼性等の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸又はメタクリル酸がより好ましい。
上記(a)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(マクロマー(b))
マクロマー(b)は、カーボンブラックを含有した水不溶性ポリマー微粒子の分散安定性を高める等の観点から用いられ、数平均分子量が500〜100,000、好ましくは1,000〜10,000で、片末端に不飽和基等の重合性官能基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。
なお、(b)成分の数平均分子量は、標準物質としてポリスチレンを用い、溶媒として50ミリモル/Lの酢酸を含有するテトラヒドロフランを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定することができる。
(b)成分のマクロマーとしては、具体的には、下記(b−1)スチレン系マクロマー、(b−2)アルキル(メタ)アクリレート系マクロマー、(b−3)芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマー、(b−4)シリコン系マクロマー等が挙げられる。
(b−1)スチレン系マクロマー
スチレン系マクロマーとは、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン系モノマー(b−1 モノマーという)を有するマクロマーを意味する。スチレン系モノマーの中ではスチレンが好ましい。
スチレン系マクロマーは、例えば、片末端に重合性官能基を有するスチレン単独重合体、及び片末端に重合性官能基を有する、スチレンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。片末端に存在する重合性官能基は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましく、これらを共重合させることで、スチレン系マクロマー由来の構成単位を有する水不溶性グラフトポリマーを得ることができる。
他のモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、後記のアルキル(メタ)アクリレート(b−2 モノマー)、及びスチレン以外の芳香環含有(メタ)アクリレート系モノマー(b−3 モノマー)等が挙げられる。
側鎖中、又はスチレン系マクロマー中、スチレン系モノマー由来の構成単位の含有量は、耐擦過性の観点から、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。
商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、例えば、東亜合成株式会社の商品名、AS−6(S)、AN−6(S)、HS−6(S)等が挙げられる。
(b−2)アルキル(メタ)アクリレート系マクロマー
アルキル(メタ)アクリレート系マクロマーとは、ヒドロキシ基を有していてもよい、炭素数1〜22、好ましくは炭素数1〜18のアルキル基を有する、(メタ)アクリル酸エステル(b−2 モノマーという)を有するマクロマーを意味する。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
b−2 モノマー由来の構成単位を含む側鎖は、片末端に重合性官能基を有するアルキル(メタ)アクリレート系マクロマーを共重合することにより得られ、例えば、メチルメタクリレート系マクロマー、ブチルアクリレート系マクロマー、イソブチルメタクリレート系マクロマー、ラウリルメタクリレート系マクロマー等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレート系マクロマーは、片末端に重合性官能基を有するアルキル(メタ)アクリレートの単独重合体、及び片末端に重合性官能基を有する、アルキル(メタ)アクリレートと他のモノマーとの共重合体が挙げられ、重合性官能基は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましい。他のモノマーとしては、前記のスチレン系モノマー(b−1 モノマー)、後記のスチレン以外の芳香環含有(メタ)アクリレート系モノマー(b−3 モノマー)等が挙げられる。
側鎖中、又はアルキル(メタ)アクリレート系マクロマー中、(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位の含有量は、最も多く、耐擦過性の観点から、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。
(b−3)芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマー
芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマーとは、芳香環含有(メタ)アクリレート(b−3 モノマー)を有するマクロマーを意味する。芳香環含有(メタ)アクリレートとしては、下記式(2)で表されるモノマーが好ましい。
CH2=CR1COOR2 (2)
(式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は、置換基を有していてもよい、炭素数7〜22のアリールアルキル基又は炭素数6〜22のアリール基を示す。)
具体的には、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1−ナフチルアクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、フタルイミドメチル(メタ)アクリレート、p−ニトロフェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−アクリロイロキシエチルフタレート等が挙げられる。これらの中では、特にベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。これらは、それぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
芳香環含有(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む側鎖は、片末端に重合性官能基を有する芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマーを共重合することにより得ることができる。
芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマーは、片末端に重合性官能基を有する芳香環含有(メタ)アクリレートの単独重合体、及び片末端に重合性官能基を有する、芳香環含有(メタ)アクリレートと他のモノマーとの共重合体が挙げられ、重合性官能基は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基が好ましい。他のモノマーとしては、前記のスチレン系モノマー(b−1 モノマー)、(メタ)アクリル酸エステル(b−2 モノマー)等が挙げられる。
側鎖中、又は芳香環含有(メタ)アクリレート系マクロマー中、芳香環含有(メタ)アクリレート由来の構成単位の含有量は最も多い。
(b−4)シリコン系マクロマー
本発明で用いられる水不溶性グラフトポリマーは、オルガノポリシロキサン鎖を側鎖として有していてもよい。この側鎖は、例えば、好ましくは下記式(3)で表される、片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマーを共重合することにより得ることができる。
CH2=C(CH3)−COOC36−〔Si(CH32−O〕t−Si(CH33 (3)
(式中、tは8〜40の数を示す)
本発明に用いられるポリマーが、水不溶性グラフトポリマーである場合、[主鎖/側鎖]の重量比は、耐擦過性及び保存安定性を向上させる観点から、1/1〜20/1であることが好ましく、3/2〜15/1が更に好ましく、2/1〜10/1が特に好ましい。なお、重合性官能基は側鎖に含有されるものとしてその重量比を計算する。
上記の中では、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーがカーボンブラックとの親和性が高く、保存安定性を向上させる観点から好ましい。
(疎水性モノマー(c))
疎水性モノマー(c)は、耐水性、耐マーカー性等の向上等の観点から用いられ、アルキル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリルアミド、芳香環含有モノマー等が挙げられる。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、(イソ)アミル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ドデシル(メタ)アクリレート、(イソ)セチル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート、(イソ)ベヘニル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜30のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。これらの中では、好ましくは炭素数8〜30、更に好ましくは炭素数12〜22の長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレートが分散安定性の観点から好ましく、特に(イソ)ラウリル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート、(イソ)ベヘニル(メタ)アクリレートが好ましい。
アルキル(メタ)アクリルアミドとしては、ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド、ジブチル(メタ)アクリルアミド、t−ブチル(メタ)アクリルアミド、オクチル(メタ)アクリルアミド、ドデシル(メタ)アクリルアミドなどの、炭素数1〜22のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
芳香環含有モノマーとしては、スチレン、2−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン系モノマー(c−1)、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアリールエステル、エチルビニルベンゼン、4−ビニルビフェニル、1,1−ジフェニルエチレン、ビニルナフタレン、クロロスチレン等の炭素数6〜22の芳香族基含有ビニルモノマー(c−2)が好ましく挙げられる。
なお、本明細書にいう「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの双方の場合を含むことを示す。
(c)成分としては、画像濃度、耐マーカー性向上等の観点から、炭素数8〜30の長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート及び/又は芳香環含有モノマーが好ましい。
上記(c)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(その他のモノマー)
本発明においては、上記(a)、(b)、(c)各成分を含むモノマー混合物は、さらに、水酸基含有モノマー(d)(以下「(d)成分」ということがある)を含有することが好ましい。
(d)成分は、分散安定性を高めるものである。(d)成分としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(n=2〜30、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下同じ。)(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(n=2〜30)(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール(n=1〜15)・プロピレングリコール(n=1〜15))(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレートが好ましい。
上記モノマー混合物は、さらに、下記式(4)で表されるモノマー(e)(以下「(e)成分」ということがある)を含有することができる。
CH2=C(R3)COO(R4O)p5 (4)
(式中、R3は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基、R4はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の2価の炭化水素基、R5はヘテロ原子を有していてもよい炭素数1〜30の1価の炭化水素基、pは平均付加モル数を示し、1〜60、好ましくは1〜30の数である。)
(e)成分は、水性インクの吐出信頼性を高め、連続印字してもヨレの発生を抑制する等の優れた効果を発現するものである。
式(1)において、R4又はR5が有してもよいヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、ハロゲン原子又は硫黄原子が挙げられる。
4又はR5で示される基の代表例としては、炭素数6〜30の芳香族基、炭素数3〜30のヘテロ環基、炭素数1〜30のアルキレン基等が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。これらの基は2種以上を組合わせたものであってもよい。置換基としては、芳香族基、ヘテロ環基、アルキル基、ハロゲン原子、アミノ基等が挙げられる。
上記R4としては、炭素数1〜24の置換基を有していてもよいフェニレン基、炭素数1〜30、好ましくは炭素数1〜20の脂肪族アルキレン基、芳香族環を有する炭素数7〜30のアルキレン基及びヘテロ環を有する炭素数4〜30のアルキレン基が好ましく挙げられる。R4O基の特に好ましい具体例としては、オキシエチレン基、オキシ(イソ)プロピレン基、オキシテトラメチレン基、オキシヘプタメチレン基、オキシヘキサメチレン基又はこれらオキシアルキレンの1種以上からなる炭素数2〜7のオキシアルキレン基やオキシフェニレン基が挙げられる。
5としては、フェニル基、炭素数1〜30、好ましくは分岐鎖を有していても良い炭素数1〜20の脂肪族アルキル基、芳香族環を有する炭素数7〜30のアルキル基又はヘテロ環を有する炭素数4〜30のアルキル基が好ましく挙げられる。R5のより好ましい例としては、メチル基、エチル基、(イソ)プロピル基、(イソ)ブチル基、(イソ)ペンチル基、(イソ)ヘキシル基等の炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。
(e)成分の具体例としては、メトキシポリエチレングリコール(上記式(3)におけるpが1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシポリテトラメチレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、(イソ)プロポキシポリエチレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(p=1〜30)(メタ)アクリレート、メトキシ(エチレングリコール・プロピレングリコール共重合)(p=1〜30、その中のエチレングリコール部分は1〜29)(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、メトキシポリエチレングリコール(p=2〜20)(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール(p=2〜20)(メタ)アクリレートが好ましい。
商業的に入手しうる(d)、(e)成分の具体例としては、新中村化学工業株式会社の多官能性アクリレートモノマー(NKエステル)M−40G、同90G、同230G、日本油脂株式会社のブレンマーシリーズ、PE−90、同200、同350,PME−100、同200、同400、同1000、PP−500、同800、同1000、AP−150、同400、同550、同800、50PEP−300、50POEP−800B等が挙げられる。
上記(d)成分及び(e)成分は、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
水不溶性ポリマー製造時における、上記(a)〜(e)成分のモノマー混合物中における含有量(未中和量としての含有量。以下同じ)又は水不溶性ポリマー中における(a)〜(e)成分に由来する構成単位の含有量は、次のとおりである。
(a)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性等の観点から、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは2〜40重量%、更に好ましくは3〜30重量%、特に好ましくは5〜20重量%である。
(b)成分の含有量は、得られる分散体の分散安定性等の観点から、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは3〜40重量%、更に好ましくは5〜35重量%である。
(c)成分の含有量は、耐水性、耐マーカー性、光沢性等の観点から、好ましくは5〜90重量%、より好ましくは5〜80重量%、更に好ましくは10〜60重量%である。
(a)成分の含有量と、(b)成分と(c)成分の合計含有量との重量比((a)/[(b)+(c)])は、得られる水系インクの長期保存安定性、吐出信頼性等の観点から、好ましくは0.01〜1、より好ましくは0.02〜0.7、更に好ましくは0.05〜0.5である。
(d)成分の含有量は、再分散性、分散安定性の観点から、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは2〜30重量%更に、更に好ましくは5〜2.5重量%である。
(e)成分の含有量は、吐出信頼性、分散安定性等の観点から、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは2〜30重量%、更に好ましくは5〜30重量%である。
(a)成分と(d)成分との合計含有量は、水中での安定性、耐水性等の観点から、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは7〜50重量%、更に好ましくは10〜40重量%である。
また、(a)成分と(e)成分の合計含有量は、水中での分散安定性、吐出信頼性等の観点から、好ましくは5〜75重量%、より好ましくは7〜50重量%、更に好ましくは10〜40重量%である。
必要に応じて(a)成分と(d)成分と(e)成分との合計含有量は、水中での分散安定性及び吐出信頼性の観点から、好ましくは5〜60重量%、より好ましくは7〜50重量%、更に好ましくは10〜40重量%である。
本発明の水不溶性ポリマー粒子を構成する水不溶性ポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、前記モノマー混合物を共重合させることによって製造されるが、これらの重合法の中では、溶液重合法の場合に、特に高画像濃度や高耐ブリード性等の本発明の効果が好適に得られる。
溶液重合法で用いる溶媒としては、水不溶性ポリマーと親和性の高い極性有機溶媒が好ましく、水に対する溶解度が20℃において、50重量%以下のものが好ましく、5重量%以上のものが好ましい。極性有機溶媒としては、例えば、ブトキシエタノール等の脂肪族アルコール;トルエン、キシレン等の芳香族類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらの中では、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、ブトキシエタノール、又はこれらの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
重合の際には、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物や、tert−ブチルペルオキシオクトエート、ジベンゾイルオキシド等の有機過酸化物等の公知の重合開始剤を用いることができる。
重合開始剤の量は、モノマー混合物1モルあたり、好ましくは0.001〜5モル、より好ましくは0.01〜2モルである。
重合の際には、さらに、オクチルメルカプタン、2−メルカプトエタノール等のメルカプタン類、チウラムジスルフィド類等の公知の重合連鎖移動剤を添加することができる。
モノマー混合物の重合条件は、使用する重合開始剤、モノマー、溶媒の種類等によって異なるが、通常、重合温度は30〜100℃、好ましくは50〜80℃であり、重合時間は1〜20時間である。また、重合雰囲気は、窒素ガス雰囲気、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成したポリマーを単離することができる。また、得られたポリマーは、再沈澱を繰り返したり、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。
得られる水不溶性ポリマーの重量平均分子量は、カーボンブラックの分散安定性、耐水性、吐出信頼性等の観点から1,000〜500,000が好ましく、5,000〜400,000がより好ましく、10,000〜300,000が更に好ましく、14,000〜200,000が特に好ましい。
なお、ポリマーの重量平均分子量は、標準物質としてポリスチレン、溶媒として1mmol/Lのドデシルジメチルアミンを含有するクロロホルムを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより重量平均分子量を測定した。
上記水不溶性ポリマーは、塩生成基含有モノマー(a)由来の塩生成基を有している場合は、中和剤により中和して用いる。中和剤としては、ポリマー中の塩生成基の種類に応じて、酸又は塩基を使用することができ、例えば、塩酸、酢酸、プロピオン酸、リン酸、硫酸、乳酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、グリセリン酸等の等の酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン等の塩基が挙げられる。
塩生成基の中和度は、10〜200%であることが好ましく、さらに20〜180%、特に50〜150%であることが好ましい。ここで中和度は、塩生成基がアニオン性基である場合は、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価(KOHmg/g)×ポリマーの重量(g)/(56×1000)]}×100
塩生成基がカチオン性基である場合、下記式によって求めることができる。
{[中和剤の重量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーのアミン価(HCLmg/g)×ポリマーの重量(g)/(36.5×1000)]}×100
酸価やアミン価は、ポリマーの構成単位から算出することができるが、適当な溶剤(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して滴定する方法を用いて求めることもできる。
(水分散体の製造方法)
かさ3.5〜20ml/gの顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子又は粉砕分級処理法により得られた有機顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子(以下、合わせて単に「顔料含有粒子」という)を含む水分散体は、前記顔料を、水不溶性ポリマー存在下、水系媒体中で分散処理して得ることができ、次の工程(1)及び(2)により得ることが好ましい。
工程(1):水不溶性ポリマー、有機溶媒、上記で調製されたかさ3.5〜20ml/gの顔料又は粉砕分級処理法により得られた有機顔料(以下、合わせて単に「顔料」ということがある)、水及び必要により中和剤を含有する混合物を、分散処理する工程
工程(2):前記有機溶媒を除去する工程
前記工程(1)では、まず、前記水不溶性ポリマーを有機溶媒に溶解させ、次に顔料、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を、前記有機溶媒に加えて混合し、水中油型の分散体を得ることが好ましい。混合物中、顔料は、5〜50重量%が好ましく、有機溶媒は、10〜70重量%が好ましく、水不溶性ポリマーは、2〜40重量%が好ましく、水は、10〜70重量%が好ましい。水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合、中和剤を用いることが好ましいが、水不溶性ポリマーを予め中和剤で中和しておいてもよい。中和度には、特に限定がない。通常、最終的に得られる水分散体の液性が中性、例えば、pHが4〜10であることが好ましい。前記水不溶性ビニルポリマーの望まれる中和度により、pHを決めることもできる。
有機溶媒としては、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒及びエーテル系溶媒が好ましく挙げられ、水に対する溶解度が20℃において、50重量%以下でかつ10重量%以上のものが好ましい。
アルコール系溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、各種ブタノール、ジアセトンアルコール等、ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン等、エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。これらの中では、イソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトンが好ましく、特にメチルエチルケトンが好ましい。これらの溶媒は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
中和剤としては、前記と同様のものを使用することができる。
前記工程(1)における混合物の分散方法に特に制限はない。好ましくは予備分散させた後、さらに剪断応力を加えて本分散を行うことが好ましい。
混合物を予備分散させる際には、アンカー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置を用いることができる。混合撹拌装置の中では、高速攪拌混合装置が好ましい。
本分散の剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ビーズミル、ニーダー、エクストルーダ等の混練機、ホモバルブ式又はチャンバー式の高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
前記工程(2)では、前記工程(1)で得られた分散体から有機溶媒を留去して水系にすることで、所望の平均粒径を有する顔料含有粒子の水分散体を得ることができる。水分散体中に含まれる有機溶媒の除去は、減圧蒸留等による一般的な方法により行うことができる。得られた顔料含有粒子を含む水分散体中の有機溶媒は実質的に除去されており、有機溶媒の量は、好ましくは0.1重量%以下、更に好ましくは0.01重量%以下である。更に、所望の粒径を有する、顔料含有粒子を得るために、該水分散体を遠心分離し、分別することもできる。得られた顔料含有粒子を含む水分散体をろ過することで、粗大粒子を除去することが好ましい。粗大粒子は、存在しないか、存在してもわずかであるが、プリンターのノズルが詰まらないようにするために、フィルターの粒径は、好ましくは0.45〜10μm、更に好ましくは0.8〜5μmとする。
顔料含有粒子の水分散体は、顔料を含有する水不溶性ポリマーの固体分が水を主溶媒とする中に分散しているものである。ここで、顔料含有粒子の形態は特に制限はなく、少なくとも顔料と水不溶性ポリマーにより粒子が形成されていればよい。例えば、水不溶性ポリマーに顔料が内包された粒子形態、水不溶性ポリマー中に顔料が均一に分散された粒子形態、水不溶性ポリマー粒子表面に顔料が露出された粒子形態等が含まれる。
顔料含有粒子のD50(散乱強度の頻度分布における、小粒子側から計算した累積50%の値)は、プリンターのノズルの目詰まり防止、分散安定性、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性の観点から、120nm以下が好ましく、115nm以下がより好ましく、110nm以下が特に好ましく、下限は、製造のし易さから、70nm以上が好ましく、80nm以上がより好ましい。上記観点から、70〜120nmがより好ましく、80〜115nmが更に好ましく、80〜110nmが特に好ましい。
顔料含有粒子のD90(散乱強度の頻度分布における、小粒子側から計算した累積90%の値)は、粗大粒子を減らして、水分散体の保存安定性を高めると共に、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性の観点から、180nm以下が好ましく、170nm以下がより好ましく、160nm以下が特に好ましく、下限は、製造のし易さから、90nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましい。上記観点から、90〜180nmがより好ましく、100〜170nmが更に好ましく、100〜160nmが特に好ましい。
顔料含有粒子のD50及びD90の測定は、実施例に記載した方法による。
水不溶性ポリマー粒子の水分散体は、そのまま水を主溶媒とする水系インクとして用いてもよいが、インクジェット記録用水系インクに通常用いられる湿潤剤、浸透剤、分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防黴剤、防錆剤等を添加してもよい。
本発明の水分散体及び水系インク中、顔料の含有量は、分散安定性、画像濃度等の観点から、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは2〜20重量%、更に好ましくは2〜10重量%、特に好ましくは3〜8重量%である。また、水不溶性ポリマーと顔料の量比は、画像濃度等の観点から、〔顔料/水不溶性ポリマー〕の重量比が、好ましくは50/50〜90/10、より好ましくは50/50〜80/20である。
また、水分散体及び水系インク中、顔料含有粒子の含有量(固形分)は、画像濃度及び吐出信頼性の観点から、好ましくは0.5〜30重量%、より好ましくは1〜15重量%となるように調整することが望ましい。
本発明の水分散体及び水系インク中、水の含有量は、好ましくは10〜90重量%,より好ましくは20〜80重量%である。
本発明の水分散体及び水系インクの好ましい表面張力(20℃)は、水分散体としては30〜65mN/m、更に好ましくは35〜60mN/mであり、水系インクとしては、25〜50mN/mであり、更に好ましくは27〜45mN/mである。
本発明の水分散体の20重量%(固形分)の粘度(20℃)は、水系インクとした際に好ましい粘度とするために、1〜12mPa・sが好ましく、1〜9mPa・sが更に好ましく、2〜6mPa・sが特に好ましい。また、水系インクの粘度(20℃)は、良好な吐出信頼性を維持するために、2〜20mPa・sが好ましく、2.2〜15mPa・s、更に好ましく、2.2〜12mPa・sが特に好ましい。
以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「重量部」及び「重量%」である。
製造例1及び2(ポリマー溶液の調製)
反応容器内に、表1に示す初期仕込みモノマー溶液(重量部表示)40.1部を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下ロート中に、表1に示す滴下モノマー(重量部表示)溶液160.4部を仕込み、十分に窒素ガス置換を行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら75℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。滴下終了後、その混合溶液の液温を75℃で2時間維持した後、前記の重合開始剤0.3部をメチルエチルケトン5部に溶解した溶液を該混合溶液に加え、更に75℃で3時間、85℃で2時間熟成させ、ポリマー溶液を得た。
得られたポリマー溶液の一部を、減圧下、105℃で2時間乾燥させ、溶媒を除去することによって単離した。重量平均分子量は、前記の方法により測定した。
結果を表1に示す。なお、表中の各モノマーの数値は、有効分の重量部を示す。
Figure 0004857039
実施例1〜4、比較例1〜2(顔料含有粒子の水分散体、及び水系インクの製造)
製造例1及び2で得られたポリマー溶液を減圧乾燥させて得られたポリマー25部を、メチルエチルケトン71部に溶かし、その中に中和剤(5N−水酸化ナトリウム水溶液)を酸価に対して65%(7部)、イオン交換水211重量部を攪拌しながら同時に加えて塩生成基を中和し、更に後述する顔料75重量部を加え、充分に攪拌した後、さらにマイクロフルイダイザー(マイクロフルイディクス社製)を用いて、180MPa、15パスで高圧分散処理し、着色剤を内包する水不溶性ビニルポリマー粒子を得た。
得られたペーストをイオン交換水で希釈(約10%)し、十分に攪拌した後、エバポレーターを用いてメチルエチルケトン及び水を留去し、固形分量が20%の顔料含有粒子の水分散体を得た。得られた顔料含有粒子の平均粒径を以下の方法に従って求めた。その結果を表2に示す。
〔顔料〕実施例1〜4、比較例1〜2の顔料は下記のものを用いた。
ジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメント・レッド122、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ株式会社製、商品名:IRGAPHOR MAGENTA DMQ Crude)を、ドライマイスタ(DNR−1)(ホソカワミクロン株式会社製)を用いて、下記の条件で調整した。
実施例1の顔料1:入口乾燥温度150℃、ウエットケークフィード速度47kg/h、分級ロータ出口温度67〜74℃、粉砕ロータ回転速度5000rpm、分級ロータ回転速度1000rpm、集塵風量25Nm3/minで粉砕分級した。
実施例2の顔料2:ウエットケークフィード速度30kg/h、粉砕ロータ回転速度5500rpm、分級ロータ回転速度3000rpm以外は、実施例1の顔料1と同じ。
実施例3の顔料3:ウエットケークフィード速度20kg/h、粉砕ロータ回転速度5500rpm、分級ロータ回転速度4000rpm以外は、実施例1の顔料1と同じ。
実施例4の顔料4:ウエットケークフィード速度10kg/h、粉砕ロータ回転速度6200rpm、分級ロータ回転速度5000rpm以外は、実施例1の顔料1と同じ。
比較例1の顔料5:未処理の前記ジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメント・レッド122)。
比較例2の顔料6:未処理の前記ジメチルキナクリドン顔料(C.I.ピグメント・バイオレット122)、を乾燥後、パルベライザ(ACM−100)(ホソカワミクロン株式会社製)により、粉砕ロータ回転速度2200rpm、1時間粉砕した。
〔顔料の粒径の測定〕
堀場製作所株式会社製のLA−950レーザ回析/散乱式粒子径分布測定装置(乾式&湿式)を用いて下記条件で測定した。
温度:25℃、分散媒:エタノール、循環レベル:5、攪拌レベル:1
超音波分散は行わず、分散溶媒の屈折率としてエタノールの屈折率(1.36)、有機物の屈折率として(1.60)を入力した。
〔顔料含有粒子の粒径の測定〕
大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システムELS−8000(キュムラント解析)を用いて下記条件で測定した。
温度:25℃、入射光と検出器との角度:90°、積算回数:200回
分散溶媒の屈折率としてエタノールの屈折率(1.36)を入力し、測定濃度:約5×10-3重量%で測定した。
上記で得られた顔料含有粒子の水分散体25部、グリセリン10部、2−{2−(2−ブトキシエトキシ)エトキシ}エタノール5部、ヘキサンジオール2部、アセチレングリコールEO付加物(n=10)〔川研ファインケミカル株式会社製、商品名:アセチレノールE100〕0.5部及びイオン交換水57.5部を混合し、得られた混合液を1.2μmのメンブランフィルター〔Sartorius社製、商品名:Minisart〕で濾過し、水系インクを得た。
各実施例及び各比較例で得られた水系インクの物性を下記方法に基づいて評価した。その結果を表2に示す。
(1)吐出信頼性
市販のセイコーエプソン株式会社のインクジェットプリンター(品番:EM−930C、ピエゾ方式)を用いて、普通紙P紙、4024(富士ゼロックス株式会社製)に2000文字/枚を100枚連続印刷した後、文字、ベタ画像及び罫線を含むテスト文書を印字し、(i)シャープでハッキリとした文字、(ii)均一なベタ画像、及び(iii)ヨレのない罫線の3項目を評価し、以下の判断基準により評価した。
〔判断基準〕
○:3項目をいずれも満足する(問題なし)
△:3項目をいずれもほぼ満足する(実使用上問題なし)
×:1項目以上満足しない(実使用上問題あり)
(2)画像濃度
前記(1)と同じ普通紙P紙、4024に対し、べた画像を印字し、1日放置後、光学濃度計SpectroEye(グレタグマクベス社製)を用いて任意の10箇所を測定し、平均値を求めた。
(3)画像均一性(隠蔽性)
前記(1)と同じ普通紙P紙、4024に対し、ベタ画像を印字し、色むらがあるか否かを官能評価し、以下の判断基準により評価した。
〔判断基準〕
○:色むらなし(抜けなし)
△:色むらややある
×:色むらがある(白抜けあり)
(4)耐擦過性
前記(1)と同じ普通紙P紙、画彩写真仕上げ(富士ゼロックス株式会社製)に対し、ベタ印字し、25℃で24時間乾燥させた後、指で強く印字面を擦った。その印字のとれ具合を以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
○:ほとんど印字物はとれず、周りが汚れない。
△:ほとんど印字物はとれず、僅かに周りが汚れるが、実用上問題ないレベル。
×:印字物が擦りとられ、周りがひどく汚れ、指も相当汚れる。
Figure 0004857039
表2から、実施例1〜4で得られた水系インクは、比較例1〜2で得られた水系インクに比べて、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性に優れていることが分かる。また、本発明の水系インクは再分散性にも優れている。
本発明の水系インクは、吐出信頼性、画像濃度、画像均一性、及び耐擦過性等に優れた印字特性を示す。この水系インクは、インクジェット記録方式による高速印刷において、好適に使用することができる。

Claims (12)

  1. 下記工程1及び2を有する、インクジェット記録用水分散体の製造方法。
    工程1:顔料を流動層式ジェットミルを用いて粉砕分級処理して、かさ3.5〜20ml/gの顔料を得る工程。
    工程2:工程1で得られた顔料を、水不溶性ポリマー存在下、水系媒体中で分散処理して顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子を含む水分散体を得る工程。
  2. 顔料のD50(散乱強度の頻度分布における、小粒子側から計算した累積50%の値)が2〜15μmであり、D90(頻度分布における、小粒子側から計算した累積90%の値)が60μm以下である、請求項に記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法
  3. 顔料を含有する水不溶性ポリマー粒子のD50(散乱強度の頻度分布における、小粒子側から計算した累積50%の値)が70〜120nmであり、D90(散乱強度の頻度分布における、小粒子側から計算した累積90%の値)が90〜180nmである、請求項1又は2に記載のインクジェット記録用分散体の製造方法
  4. 水不溶性ポリマーが、塩生成基含有モノマー(a)、マクロマー(b)、及び疎水性モノマー(c)を含むモノマー混合物を共重合させてなる水不溶性ビニルポリマーである、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法
  5. 疎水性モノマー(c)が、炭素数8〜30の長鎖アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート及び/又は芳香環含有モノマーである、請求項に記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法
  6. 工程1において、顔料の20μm以上の粗粒割合(頻度分布における20μm以上の個数割合)が8%以下である、請求項1〜5のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法。
  7. 流動層式ジェットミルを用いて、粉砕ロータの回転速度が3000〜8000rpm、分級ロータの回転速度が1000〜5000rpmの条件で顔料の粉砕分級処理を行う、請求項1〜6のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法。
  8. 流動層式ジェットミルが2個の分級ロータを有するものである、請求項1〜7のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法。
  9. 2個の分級ロータの上段の分級ロータの回転数と下段の分級ロータの回転数を等しくして分級するものである、請求項8に記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法。
  10. 工程1において、流動層式ジェットミルへの顔料のフィード速度が1〜50kg/hである、請求項1〜9のいずれかに記載のインクジェット記録用水分散体の製造方法。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法で得られたインクジェット記録用水分散体。
  12. 請求項11に記載の水分散体を含有する、インクジェット記録用水系インク。
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